DE60302743T2 - Valve with self-cleaning throttle device - Google Patents

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DE60302743T2 DE2003602743 DE60302743T DE60302743T2 DE 60302743 T2 DE60302743 T2 DE 60302743T2 DE 2003602743 DE2003602743 DE 2003602743 DE 60302743 T DE60302743 T DE 60302743T DE 60302743 T2 DE60302743 T2 DE 60302743T2
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Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Technisches GebietTechnical area

Es wird ein verbessertes Fluidventilsystem angegeben. Speziell wird ein verbessertes Ventil angegeben, das einen Ventilstopfen aufweist, der in einer von einem Mantel bzw. Korb definierten Bohrung gleitbar aufgenommen ist. Ein Dichtungsring ist mit dem Korb verbunden, und ein Eingriff mit dem Ventilstopfen gegen den Dichtungsring schließt das Ventil. Der Ventilstopfen ist mit einer Abstreifdichtung versehen, die jedesmal, wenn sich das Ventil zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt, das Trimmset von Fremdmaterial und Rückständen befreit. Somit ist das Ventil mit einem selbstreinigenden Trimmset ausgestattet.It an improved fluid valve system is provided. Specifically will provided an improved valve having a valve plug, slidable in a bore defined by a jacket or basket is included. A sealing ring is connected to the basket, and an engagement with the valve plug against the sealing ring closes the valve. Of the Valve plug is provided with a wiper seal, which each time, when the valve between the open and the closed Moves position, frees the trim set of foreign material and residues. Thus, the valve is equipped with a self-cleaning trim kit.

Hintergrund des Stands der Technikbackground of the prior art

Ventile werden gewöhnlich verwendet, um die Strömungseigenschaften eines Fluids zu steuern. Ein herkömmliches Ventil weist einen Ventilkörper auf, der einen Einlaß, einen Auslaß und einen zwischen dem Einlaß und dem Auslaß verlaufenden Fluidströmungsweg definiert. Ein Drosselelement wie etwa ein Stopfen ist in dem Weg angeordnet, um den Fluiddurchfluß zu steuern. Eine Spindel verbindet den Ventilstopfen mit einem Betätigungselement, das den Ventilstopfen in den und aus dem Durchflußweg bewegt. Ein herkömmliches Ventil kann einen Mantel bzw. Korb aufweisen, der sich über den Fluiddurchflußweg erstreckt und darin ausgebildete Ausflußöffnungen hat. Der Stopfen hat eine äußere Oberfläche, die so bemessen ist, daß sie dicht an eine Innenwand des Korbs paßt. Infolgedessen ist der Stopfen im Inneren des Korbs gleitbar zwischen einer geschlossenen Position, in welcher der Stopfen die Öffnungen blockiert, und einer offenen Position, in welcher der Stopfen wenigstens einen Bereich der Ausflußöffnungen freigibt. Der Stopfen kann auch zwischen vollständig geöffneten und geschlossenen Positionen positioniert werden, um die Durchflußrate von Fluid durch den Korb zu steuern.valves become ordinary used the flow characteristics to control a fluid. A conventional valve has a Valve body on, the one inlet, an outlet and one between the inlet and the outlet running fluid flow path Are defined. A throttling element such as a plug is in the way arranged to control the fluid flow. A spindle connects the valve plug with an actuator that seals the valve plug moved in and out of the flow path. A conventional one Valve may have a sheath or basket extending over the fluid flow path extends and formed therein outflow openings. The stopper has an outer surface that so dimensioned is that she fits tightly against an inner wall of the basket. As a result, the stopper is slidable in the interior of the basket between a closed position, in which the plug blocks the openings, and an open position in which the plug at least one Area of the outlets releases. The plug can also be between fully open and closed positions be positioned to increase the flow rate of fluid through the basket to control.

Zur Abdichtung zwischen dem Stopfen und dem Korb kann ein Dichtungsring an dem aufstromseitigen Ende des Korbs angeordnet sein. Der Dichtungsring kann eine Ventilsitzfläche für einen Sitz aufweisen, der an einem distalen oder aufstromseitigen Ende des Ventilstopfens angeordnet ist. Die Kombination aus dem Sitz an dem Ventilstopfen und der Ventilsitzfläche an dem Dichtungsring definiert das, was als Trimmset für das Ventil bekannt ist. Ein bei derzeit verfügbaren Ventilsystemen auftretendes Problem ist, daß das zu dem Ventil strömende Fluid scheuernde Partikel und Fluide enthalten kann, die während der Druckminderung kristallisieren können. Diese Teilchen und Kristalle können den vorzeitigen Verschleiß des Trimmsets verursachen oder die Fähigkeit der Ventile zum ordnungsgemäßen Abdichten beeinträchtigen. Manche Ventilsysteme wie etwa das in US 2002017327A1 angegebene weisen sogenannte Abstreifdichtungen auf, um das Ventiltrimmset zu reinigen; diese bekannten Abstreifdichtungen reinigen jedoch das Ventiltrimmset nicht unmittelbar vor und nach dem Abdichten. Außerdem schützen bekannte Abstreifdichtungen die Sitzflächen nicht davor, dem Fluiddurchfluß ausgesetzt zu sein, wenn das Ventil anfangs geöffnet wird. Infolgedessen sind die Ventilsitzflächen einer Hochdruckströmung angesetzt, die, wie oben angesprochen wird, scheuernde Partikel und Kristalle enthalten kann, was in einem vorzeitigen Verschleiß der Ventilsitzfläche resultiert.to Sealing between the plug and the basket can be a sealing ring be arranged at the upstream end of the basket. The sealing ring can be a valve seat for one Seat, which at a distal or upstream end the valve plug is arranged. The combination of the seat at the valve plug and the valve seat surface defined on the sealing ring what as a trim set for the valve is known. An issue with currently available valve systems is that the flowing to the valve Fluid may contain abrasive particles and fluids that during the Can reduce pressure reduction. These Particles and crystals can the premature wear of the Cause trim sets or the ability affect the valves for proper sealing. Some valve systems, such as that indicated in US 2002017327A1 have so-called wiper seals to the valve trim set to clean; However, these known wiper seals clean the valve trim set not immediately before and after sealing. Furthermore protect known Wiper seals the seats not before exposed to the fluid flow to be when the valve is initially opened. As a result, the Valve seats a high pressure flow attached, which, as mentioned above, abrasive particles and crystals, resulting in premature wear of the valve seat surface.

Es besteht daher ein Bedarf für ein verbessertes Ventilsystem mit einer selbstreinigenden Einrichtung zum Reinigen des Ventiltrimmsets und außerdem zum Schutz der Ventilsitzflächen vor anfänglichem Fluiddurchfluß während des Öffnens des Ventils oder beim Beginn der Drosselung des Ventils.It There is therefore a need for an improved valve system with a self-cleaning device to clean the valve trim kit and also to protect the valve seating surfaces initial Fluid flow during the opening of the Valve or at the beginning of the throttling of the valve.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNGSUMMARY THE REVELATION

Es wird ein verbessertes Ventilsystem angegeben, das einen Mantel bzw. Korb aufweist, der eine entlang einer Achse verlaufende Bohrung definiert. Ein Stopfen ist so bemessen, daß er in die Bohrung paßt und zur Gleitbewegung entlang der Bohrungsachse zwischen einer geschlossenen oder offenen Position ausgebildet ist. Der Stopfen weist ein mit einer Ventilspindel verbundenes proximales oder abstromseitiges Ende und ein distales oder aufstromseitiges Ende auf. Der Stopfen weist ferner einen Sitz auf, der zwischen seinem proximalen und seinem distalen Ende angeordnet ist. Das Ventil weist ferner einen Dichtungsring auf, der zwischen dem distalen Ende des Stopfens und dem Korb angeordnet ist, wenn der Stopfen in der geschlossenen oder abgedichteten Position ist. Der Dichtungsring weist eine Ventilsitzfläche auf zum Eingriff mit dem Sitz des Stopfens, wenn der Stopfen in der geschlossenen Position ist. Der Stopfen weist ferner eine Abstreifdichtung auf, die zwischen seinem Sitz und seinem distalen Ende angeordnet ist. Die Abstreifdichtung weist eine außenseitige Oberfläche auf, die ausgebildet ist, um mit der inneren Oberfläche des Korbs und der Ventilsitzfläche des Dichtungsrings in Eingriff zu gelangen, während der Stopfen zwischen der geschlossenen Position und der Drosselposition bewegt wird.It an improved valve system is provided, which has a jacket or Basket having a bore extending along an axis Are defined. A plug is sized so that it fits into the bore and to Sliding movement along the bore axis between a closed or open position is formed. The plug has a with a valve stem connected proximal or downstream End and a distal or upstream end. The stopper also has a seat between its proximal and is arranged at its distal end. The valve also has a Sealing ring on, between the distal end of the plug and the basket is arranged when the plug in the closed or is sealed position. The sealing ring has a valve seat surface for engagement with the seat of the plug when the plug in the closed position is. The plug further includes a wiper seal placed on that between its seat and its distal end is. The wiper seal has an outside surface, which is adapted to engage with the inner surface of the basket and the valve seat surface of the basket Sealing ring to engage while the plug between the closed position and the throttle position is moved.

Aufgrund dieser Anordnung zwischen dem Sitz und dem distalen Ende des Stopfens gelangt die Abstreifdichtung mit der Ventilsitzfläche vor dem Sitz in Eingriff, während der Stopfen von einer Drosselposition in eine Abdichtposition bewegt wird. Wenn ferner der Sitz des Stopfens von der Ventilsitzfläche wegbewegt wird, während der Stopfen von der abgedichteten Position in eine Drosselposition bewegt wird, gelangt die Abstreifdichtung erneut in Eingriff mit der Ventilsitzfläche und gelangt ferner mit einem verbleibenden Bereich des Dichtungsrings in Eingriff und gelangt außerdem mit einem distalen oder aufstromseitigen Ende des Korbs in Eingriff, bevor der Stopfen eine ursprüngliche Drosselposition erreicht. Infolgedessen reinigt die Abstreifdichtung die Ventilsitzfläche und den aufstromseitigen Bereich des Korbs, wenn der Stopfen von einer Drosselposition in eine Verschlußposition bewegt wird, und ferner, wenn der Stopfen von einer Verschlußposition in eine anfängliche Drosselposition bewegt wird.Due to this arrangement between the seat and the distal end of the plug, the wiper seal engages the valve seat surface in front of the seat while moving the plug from a throttle position to a sealing position. Further, if the seat of the plug from the valve seat surface is moved while the plug is moved from the sealed position to a throttle position, the wiper seal again engages the valve seat surface and further engages a remaining portion of the seal ring and also engages a distal or upstream end of the basket. before the plug reaches an original throttle position. As a result, the wiper seal cleans the valve seat surface and the upstream portion of the basket when the plug is moved from a throttle position to a closed position, and further when the plug is moved from a closed position to an initial throttle position.

Bei einer Verbesserung weist die Abstreifdichtung ein Material auf, das ausreichend steif ist, um Fremdmaterial von der Ventilsitzfläche abzuschaben, während sich der Stopfen in einer Axialrichtung bewegt, und außerdem ist das Material der Abstreifdichtung ausreichend elastisch, um eine Beschädigung der Ventilsitzfläche des Dichtungsrings und der inneren Oberfläche des Korbs zu minimieren.at an improvement, the wiper seal comprises a material that is sufficiently stiff to scrape foreign matter from the valve seat surface, while the plug moves in an axial direction and is also the material of the wiper seal sufficiently elastic to a damage the valve seat surface to minimize the sealing ring and the inner surface of the basket.

Bei einer weiteren Verbesserung weist die Abstreifdichtung Poly(etheretherketon) (PEEK) oder einen anderen geeigneten Hochleistungskunststoff wie etwa Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) auf.at a further improvement has the wiper seal poly (etheretherketone) (PEEK) or other suitable high-performance plastic such as such as ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE).

Eine weitere Verbesserung sieht vor, daß die Abstreifdichtung eine elastische Dichtung ist, die radial nach außen vorgespannt ist, um einen guten Eingriff zwischen der Abstreifdichtung und der Ventilsitzfläche sowie der Innenfläche des Korbs zu ergeben.A Further improvement provides that the wiper seal a elastic seal is biased radially outward to a good engagement between the wiper seal and the valve seat surface as well the inner surface of the basket.

Bei einer anderen Verbesserung weist die Abstreifdichtung zwei voneinander beabstandete Abstreifdichtungen auf, die beide zwischen dem Sitz und dem distalen oder aufstromseitigen Ende des Stopfens angeordnet sind. Eine oder beide Dichtungen können aus PEEK hergestellt sein, und eine oder beide Dichtungen können eine federnd vorge-spannte Metalldichtung sein. Bei einer weiteren Verbesserung ist die obere Dichtung aus PEEK hergestellt, und die untere Dichtung ist die federnd vorgespannte Metalldichtung. Eine oder beide Dichtungen könnten auch aus UHMWPE hergestellt sein.at another improvement, the wiper seal two from each other spaced wiper seals, both between the seat and the distal or upstream end of the plug arranged are. One or both seals may be made of PEEK, and one or both seals can be a spring-biased metal seal. At another Improvement is the upper seal made of PEEK, and the lower seal is the spring-biased metal seal. A or both seals could as well made of UHMWPE.

Bei noch einer anderen Verbesserung weist der Stopfen ferner eine plastische oder "Weichsitz"-Dichtung auf, die zwischen der Abstreifdichtung und dem Sitz angeordnet ist. Die Weichsitzdichtung kann in einer gemeinsamen Nut mit der Abstreifdichtung aufgenommen sein, oder die Weichsitzdichtung kann in einer separaten Nut angeordnet sein, die zwischen der Abstreifdichtung und dem Sitz des Stopfens vorgesehen ist.at yet another improvement, the plug further comprises a plastic or "soft seat" seal on that is arranged between the wiper seal and the seat. The soft seat seal can be received in a common groove with the wiper seal, or the soft seat seal can be arranged in a separate groove be that between the wiper seal and the seat of the plug is provided.

Weitere Merkmale und Vorteile der angegebenen Ventile und Abstreifdichtungen ergeben sich für den Fachmann aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further Features and benefits of the specified valves and wiper seals arise for those skilled in the art from the following description and the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist eine Schnittansicht eines Ventils in einer offenen oder Drosselposition; 1 is a sectional view of a valve in an open or throttle position;

2 ist eine Schnittansicht des Ventils von 1 in einer geschlossenen oder Verschlußposition; 2 is a sectional view of the valve of 1 in a closed or closed position;

3–8 zeigen sequentiell die Bewegung des Ventilstopfens von einer Abdicht- oder geschlossenen Position in eine Drossel- oder geöffnete Position, und umgekehrt zeigen die 8 bis 3 die Bewegung des Ventilstopfens von einer Drosselposition in eine geschlossene Position; 3 - 8th show sequentially the movement of the valve plug from a sealing or closed position to a throttle or open position, and vice versa 8th to 3 the movement of the valve plug from a throttle position to a closed position;

3 ist eine teilweise erweiterte Ansicht des in den 1 und 2 gezeigten Ventils in der geschlossenen oder Abdichtposition; 3 is a partially expanded view of the in the 1 and 2 shown valve in the closed or sealed position;

4 ist eine andere teilweise erweiterte Ansicht des in den 1 und 2 gezeigten Ventils und zeigt die Bewegung des Sitzes des Ventilstopfens weg von der Ventilsitzfläche des Dichtungsrings, bevor der Ventilstopfen eine Drosselposition erreicht; 4 is another partially expanded view of the in the 1 and 2 and shows the movement of the seat of the valve plug away from the valve seat surface of the seal ring before the valve plug reaches a throttle position;

5 ist eine andere teilweise erweiterte Ansicht des in den 1 und 2 gezeigten Ventils und zeigt die weitere axiale Aufwärtsbewegung des Ventilstopfens und den Eingriff der Abstreifdichtung an dem Dichtungsring, wodurch eine Drosselung verhindert wird, obwohl der Sitz des Ventilstopfens nicht mehr mit der Ventilsitzfläche des Dichtungsrings in Eingriff ist; 5 is another partially expanded view of the in the 1 and 2 and showing further axial upward movement of the valve plug and engagement of the wiper seal with the seal ring, thereby preventing restriction, although the seat of the valve plug is no longer engaged with the valve seat surface of the seal ring;

6 ist noch eine weitere teilweise erweiterte Ansicht des Ventils der 1 und 2 und zeigt den Abstreifdichtungsring in Eingriff mit einer inneren Oberfläche des Korbs, um eine Drosselung zu verhindern, obwohl der Sitz des Ventilstopfens über der Ventilsitzfläche des Dichtungsrings positioniert ist; 6 is yet another partially expanded view of the valve 1 and 2 and, showing the wiper seal ring in engagement with an inner surface of the basket to prevent throttling, although the seat of the valve plug is positioned over the valve seat face of the seal ring;

7 ist noch eine andere erweiterte Ansicht des in den 1 und 2 gezeigten Ventils in einer anfänglichen Drosselposition; 7 is yet another expanded view of the in the 1 and 2 shown valve in an initial throttle position;

8 ist noch eine andere erweiterte Ansicht des Ventils der 1 und 2 in einer Drosselposition; 8th is yet another expanded view of the valve 1 and 2 in a throttle position;

9 ist eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Ventilstopfens mit zwei Abstreifdichtungen, wobei ferner der Ventilstopfen in einer vollständig geschlossenen oder Abdichtposition sowie in einer Abdichtposition unmittelbar vor dem Erreichen einer Drosselposition gezeigt ist; 9 is a sectional view of an alternative embodiment of a valve plug with two wiper seals, further wherein the valve plug in a fully closed or sealing position and in a sealing position immediately before Reaching a throttle position is shown;

10 ist eine Schnittansicht noch eines anderen Ventilstopfens, der eine Abstreifdichtung und eine weiche Dichtung aufweist, die unmittelbar über der Abstreifdichtung und zwischen der Abstreifdichtung und dem Sitz des Stopfens angeordnet ist; und 10 Figure 11 is a sectional view of yet another valve plug having a wiper seal and a soft seal disposed immediately above the wiper seal and between the wiper seal and the seat of the plug; and

11 ist eine Schnittansicht, die noch eine andere Ausführungsform eines Ventilstopfens mit einer Abstreifdichtung und einer separaten Weichsitzdichtung zeigt, die in einer Umfangsnut über der Abstreifdichtung und unmittelbar unter dem Sitz des Stopfens angeordnet ist. 11 Figure 11 is a sectional view showing still another embodiment of a valve plug having a wiper seal and a separate soft seal disposed in a circumferential groove above the wiper seal and immediately below the seat of the plug.

Es versteht sich, daß die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und die Ausführungsbeispiele durch grafische Zeichen, Phantomlinien, schematische Darstellungen und Teilansichten veranschaulicht sind. In bestimmten Fällen sind Details weggelassen worden, die entweder zum Verständnis der angegebenen Ventile und Abstreif-dichtungen nicht notwendig sind oder die Wahrnehmung anderer Einzelheiten erschweren. Es versteht sich natürlich, daß die vorliegende Offenbarung nicht unbedingt auf die hier gezeigten speziellen Ausführungsformen beschränkt ist.It understands that the Drawings are not necessarily to scale are and the embodiments through graphic signs, phantom lines, schematic representations and partial views are illustrated. In certain cases Details have been omitted, either for the understanding of specified valves and wiper seals are not necessary or complicate the perception of other details. It understands of course, that the This disclosure is not necessarily limited to the specific disclosure shown herein embodiments limited is.

GENAUE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENPRECISE DESCRIPTION THE PRESENTLY PREFERRED EMBODIMENTS

Die 1 und 2 zeigen ein Ventil 20 mit einem Ventilkörper 21, der einen Einlaß 22 und einen Auslaß 23 aufweist. Fluid strömt durch den Ventilkörper 21 in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung. Zur Steuerung des Fluids durch den Ventilkörper 21 ist zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 23 ein durchlässiger Mantel bzw. Korb 24 angeordnet. Ein Ventilstopfen 25 ist in der von dem Korb 24 definierten Axialbohrung aufgenommen. Der Stopfen 25 ist mit einer Spindel 26 verbunden, die ihrerseits mit einem Betätigungselement (nicht gezeigt) verbunden ist zum Bewegen des Stopfens 25 zwischen einer geöffneten oder Drosselposition, wie in 1 gezeigt ist, und einer geschlossenen oder Abdichtposition, wie in 2 gezeigt ist. Das Detail A, das die Abdicht-, Reinigungs- und Drosselungsaspekte des Ventils 20 zeigt, ist in den 3 bis 8 weiter verdeutlicht.The 1 and 2 show a valve 20 with a valve body 21 , the one inlet 22 and an outlet 23 having. Fluid flows through the valve body 21 in the direction indicated by the arrows. For controlling the fluid through the valve body 21 is between the inlet 22 and the outlet 23 a permeable coat or basket 24 arranged. A valve plug 25 is in the of the basket 24 recorded defined axial bore. The stopper 25 is with a spindle 26 which in turn is connected to an actuator (not shown) for moving the plug 25 between an open or throttle position, as in 1 is shown, and a closed or sealing position, as in 2 is shown. Detail A, the sealing, cleaning and throttling aspects of the valve 20 shows is in the 3 to 8th further clarified.

Unter Bezugnahme auf die 3 bis 8 wird nun die Bewegung des Ventilstopfens 25 aus der geschlossenen oder Abdichtposition (3) in eine offene oder Drosselposition (8) beschrieben. 3 zeigt den Stopfen 25, der ein aufstromseitiges oder distales Ende 27 und ein abstromseitiges oder proximales Ende 28 hat (siehe die 1 und 2), in der vollständig geschlossenen oder Abdichtposition. Dabei ist ein Dichtungsring 29 an einem distalen oder aufstromseitigen Ende 31 des Korbs 24 angebracht. Der Dichtungsring 29 bildet eine Ventilsitzfläche 32 zum Eingriff mit einem Sitz 33 des Stopfens 25. In der in 3 gezeigten Position besteht keine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 23.With reference to the 3 to 8th will now be the movement of the valve plug 25 from the closed or sealed position ( 3 ) into an open or throttle position ( 8th ). 3 shows the stopper 25 which is an upstream or distal end 27 and a downstream or proximal end 28 has (see the 1 and 2 ), in the fully closed or sealed position. Here is a sealing ring 29 at a distal or upstream end 31 of the basket 24 appropriate. The sealing ring 29 forms a valve seat surface 32 for engagement with a seat 33 of the plug 25 , In the in 3 shown position, there is no fluid connection between the inlet 22 and the outlet 23 ,

Unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 wird die Wirkung der Abstreifdichtung 35 beschrieben. Zu Beginn ist zu beachten, daß die in den 4 bis 8 gezeigte Sequenz als Bewegung des Ventilstopfens 25 aus der vollständig geschlossenen oder Abdichtposition, die in 3 gezeigt ist, in die Drosselposition gemäß 8 beschrieben wird. Die umgekehrte Bewegung des Stopfens 25 von der in 8 gezeigten Drosselposition in die vollständig geschlossene oder Abdichtposition gemäß 3 resultiert jedoch ebenfalls in den gleichen Reinigungs- und Abdichtwirkungen der Abstreifdichtung 35.With reference to the 4 to 6 becomes the effect of the wiper seal 35 described. At the beginning it should be noted that the in the 4 to 8th sequence shown as movement of the valve plug 25 from the fully closed or sealed position, in 3 is shown in the throttle position according to 8th is described. The reverse movement of the plug 25 from the in 8th throttle position shown in the fully closed or sealing position according to 3 however, also results in the same cleaning and sealing effects of the wiper seal 35 ,

Während der Stopfen 25 in 4 in der dort gezeigten Orientierung aufwärts bewegt wird, trennt sich der Sitz 33 des Stopfens 25 von der Ventilsitzfläche 32 des Dichtungsrings 29. Eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 23 wird jedoch immer noch durch die Dichtungswirkung der Abstreifdichtung 35 an der Innenfläche 36 des Dichtungsrings 29 verhindert. Unter Weiterverfolgung dieser Sequenz und Bezugnahme auf 5 gelangt die Abstreifdichtung 35, während sich der Stopfen 25 weiter aufwärtsbewegt, in Eingriff mit der Ventilsitzfläche 32 des Dichtungsrings 29, und eine Verbindung zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 23 wird weiterhin verhindert. In 6 hat sich der Stopfen 25 weiter aufwärtsbewegt, und wie 6 zeigt, ist die Abstreifdichtung 35 in Eingriff mit der Innenfläche 37 des Korbs 24. Infolgedessen wird eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 23 immer noch verhindert. Eine anfängliche Drosselposition ist in 7 zu sehen. Dabei hat sich die Abstreifdichtung 35 an einer anfänglichen Ausflußöffnung 38 des Korbs 24 vorbei aufwärtsbewegt. Infolgedessen wird eine anfängliche Drosselung durch die Ausflußöffnung 38 zugelassen. Dabei ist zu beachten, daß zwischen der abgeschrägten Fläche 41 des Stopfens 25 und der Ventilsitzfläche 32 des Dichtungsrings 29 ein beträchtlicher Zwischenraum vorgesehen ist. Dieser Zwischenraum ist erheblich größer als die Ausflußöffnung 38 des Korbs 24. Infolgedessen existiert an der Ausflußöffnung 38 der Hochdruckdurchfluß, und falls in dem Fluidstrom zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 23 Kristalle oder Partikel mitgeführt werden, wirkt sich die scheuernde Beschaffenheit des Fluidstroms auf die Ausflußöffnung 38 im Gegensatz zu der Ventilsitzfläche 32 aus. Somit ist die Abstreifdichtung 35 aufgrund der verzögerten Drosselung bis zu der in 7 gezeigten Position wirksam, die Ventilsitzfläche 32 vor einem zu starken und frühzeitigen Verschleiß zu schützen.During the stopper 25 in 4 is moved upward in the orientation shown there, the seat separates 33 of the plug 25 from the valve seat surface 32 of the sealing ring 29 , A fluid connection between the inlet 22 and the outlet 23 However, it is still affected by the sealing effect of the wiper seal 35 on the inner surface 36 of the sealing ring 29 prevented. Following up this sequence and referring to 5 arrives the wiper seal 35 while the stopper 25 further upwards, in engagement with the valve seat surface 32 of the sealing ring 29 , and a connection between the inlet 22 and the outlet 23 will continue to be prevented. In 6 has the stopper 25 further up, and how 6 shows is the wiper seal 35 in engagement with the inner surface 37 of the basket 24 , As a result, a fluid connection between the inlet 22 and the outlet 23 still prevented. An initial throttle position is in 7 to see. This has the wiper seal 35 at an initial outflow opening 38 of the basket 24 moved upwards. As a result, an initial restriction through the discharge port 38 authorized. It should be noted that between the beveled surface 41 of the plug 25 and the valve seat surface 32 of the sealing ring 29 a considerable gap is provided. This gap is considerably larger than the outflow opening 38 of the basket 24 , As a result, exists at the outflow port 38 the high pressure flow, and if in the fluid flow between the inlet 22 and the outlet 23 Crystals or particles are carried, affects the abrasive nature of the fluid flow to the discharge port 38 in contrast to the valve seat surface 32 out. Thus, the wiper seal 35 due to the delayed throttling up to the in 7 shown position, the valve seat surface 32 to protect against excessive and premature wear.

Wie ferner aus der in den 4 bis 7 gezeigten Sequenz klar ersichtlich ist, ist die Abstreifdichtung 35 auch wirksam zum Reinigen der Ventilsitzfläche 32 sowie der inneren Oberfläche 37 des Korbs 24. Es wird nun die in den 4 bis 7 gezeigte Sequenz umgekehrt: Während sich der Stopfen 25 aus einer endgültigen Drosselposition (7) abwärts zu der geschlossenen oder Abdichtposition (3) bewegt, gelangt die Abstreifdichtung 35 in Eingriff mit der inneren Oberfläche 37 des Korbs und reinigt sie (6 und 7) und gelangt ferner in Eingriff mit der Ventilsitzfläche 32 des Dichtungsrings (5) und reinigt diese sowie die Innenfläche 36 des Dichtungsrings 29 (4) vor dem Eingriff des Sitzes 33 des Stopfens 25 mit der Ventilsitzfläche 32 des Dichtungsrings 29 (3). Infolgedessen reinigt die Abstreifdichtung 35 das Trimmset, d. h. die Ventilsitzfläche 32, die innere Oberfläche 37 des Korbs 24 und die Innenfläche 36 des Dichtungsrings 29 sowohl während des Öffnens als auch während des Schließens des Ventils 20.As further from the in the 4 to 7 The sequence shown clearly is the wiper seal 35 also effective for cleaning the valve seat surface 32 as well as the inner surface 37 of the basket 24 , It will now be in the 4 to 7 sequence shown reversed: while the stopper 25 from a final throttle position ( 7 ) down to the closed or sealed position ( 3 ) moves, the wiper seal passes 35 in engagement with the inner surface 37 of the basket and cleans it ( 6 and 7 ) and further engages the valve seat surface 32 of the sealing ring ( 5 ) and cleans them as well as the inner surface 36 of the sealing ring 29 ( 4 ) before the engagement of the seat 33 of the plug 25 with the valve seat surface 32 of the sealing ring 29 ( 3 ). As a result, the wiper seal cleans 35 the trim set, ie the valve seat surface 32 , the inner surface 37 of the basket 24 and the inner surface 36 of the sealing ring 29 both during opening and closing of the valve 20 ,

Somit ist nicht nur das Ventil 20 selbstreinigend, sondern die verzögerte Drosselung, wie sie durch die Sequenz der 4 bis 7 verdeutlicht ist, begrenzt den Angriff des scheuernden Fluidstroms an der Ventilsitzfläche 32.So not only is the valve 20 self-cleaning, but the delayed throttling, as indicated by the sequence of 4 to 7 is clarified, limits the attack of the abrasive fluid flow at the valve seat surface 32 ,

Alternative Ausführungsformen des Abstreifventilsystems der 1 bis 8 sind in den 9 bis 11 dargestellt. Dabei sind in 9 zwei Abstreifdichtungen 35a und 35b an dem Stopfen 25 zwischen dem Sitz 33 und dem distalen Ende 27 des Stopfens angeordnet. Eine oder beide der Dichtungen 35a, 35b können aus PEEK hergestellt sein. Wenn eine erhöhte Verschleißfestigkeit gewünscht wird, können eine oder beide von den Dichtungen 35a, 35b Metalldichtungen sein. Metalldichtungen sind außerdem wirksam zum Verhindern von Spaltdurchfluß. 9 zeigt ferner den Stopfen 25 in einer vollständig geschlossenen und Abdichtposition (siehe die rechte Seite von 9) und in einer Abdichtposition zwischen der vollständig geschlossenen oder Abdichtposition und einer ersten Drosselposition (siehe linke Seite von 9). Wenn die untere Dichtung 35b eine Metalldichtung ist, weist sie bevorzugt auch einen bei 35c gezeigten Vorspannring auf. Eine oder beide von den Dichtungen 35a, 35b können auch aus UHMWPE hergestellt sein.Alternative embodiments of the stripping valve system of 1 to 8th are in the 9 to 11 shown. Here are in 9 two wiper seals 35a and 35b at the stopper 25 between the seat 33 and the distal end 27 arranged the plug. One or both of the seals 35a . 35b can be made of PEEK. If increased wear resistance is desired, one or both of the seals may 35a . 35b Be metal seals. Metal seals are also effective for preventing gap flow. 9 also shows the plug 25 in a fully closed and sealed position (see the right side of 9 ) and in a sealing position between the fully closed or sealed position and a first throttle position (see left side of FIG 9 ). If the bottom seal 35b is a metal gasket, it preferably also has a 35c shown biasing ring on. One or both of the seals 35a . 35b can also be made of UHMWPE.

Die 9 bis 11 zeigen ferner die obere Dichtungsanordnung 40, die eine federvorgespannte Dichtung 41, einen Stützring 42, eine Metalldichtung 43 und einen Sicherungsring 44 aufweist.The 9 to 11 further show the upper seal assembly 40 , which is a spring-loaded gasket 41 , a support ring 42 , a metal seal 43 and a circlip 44 having.

Gemäß 10 ist zusätzlich zu der Abstreifdichtung 35 eine Dichtung 50 vom Weichsitztyp unmittelbar über der Abstreifdichtung 35 angeordnet und bedeckt den Sitz 33 wirkungsvoll, um dadurch die Abdichtung zwischen dem Stopfen 25 und der Ventilsitzfläche 32 des Dichtungsrings 29 zu verbessern (siehe rechte Seite von 10). Schließlich sind bei einer weiteren Abwandlung die zusätzliche Dichtung 50 und die Abstreifdichtung 35 zwar voneinander beabstandet, aber beide unterhalb des Sitzes 33 des Stopfens 25 angeordnet.According to 10 is in addition to the wiper seal 35 a seal 50 of the soft seat type immediately above the wiper seal 35 arranged and covered the seat 33 effective, thereby sealing between the plug 25 and the valve seat surface 32 of the sealing ring 29 to improve (see right side of 10 ). Finally, in a further modification, the additional seal 50 and the wiper seal 35 Although spaced apart, but both below the seat 33 of the plug 25 arranged.

Bevorzugte Materialien zur Herstellung der Abstreifdichtung 35 sind PEEK und UHMWPE, dies stellt jedoch keine Einschränkung dar.Preferred materials for producing the wiper seal 35 are PEEK and UHMWPE, but this is not a limitation.

Wenn unter erneuter Bezugnahme auf 9 die obere Dichtung 35a aus PEEK besteht, kann die untere Dichtung 35b aus einem davon verschiedenen Material wie etwa UHMWPE hergestellt sein, oder die untere Dichtung 35b kann eine Metalldichtung mit einem metallischen Vorspannring 35c sein. Wenn die Dichtung 35b eine Metalldichtung ist, können Eisen-Nickel-Legierungen gemeinsam mit anderen umformbaren Legierungen verwendet werden. Eine solche geeignete Legierung ist Ni-Resisteisen (Ni-resist iron) Klasse D3. Andere geeignete umformbare Legierungen sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Der Vorspannring 35c kann aus INCONEL®X750 oder anderen geeigneten Werkstoffen bestehen, die dem Fachmann bekannt sind.If referring again to 9 the upper seal 35a Made of PEEK, the bottom seal can 35b be made of a different material such as UHMWPE, or the lower seal 35b Can be a metal gasket with a metallic preload ring 35c be. If the seal 35b is a metal gasket, iron-nickel alloys can be used together with other formable alloys. One such suitable alloy is Ni resist iron (Ni resist iron) class D3. Other suitable formable alloys are also known to those skilled in the art. The preload ring 35c may consist ® X750 or other suitable materials from INCONEL, which are known in the art.

Bevorzugte Werkstoffe für die Dichtung 50 umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, UHMWPE, Polytetrafluorethylen (TEFLON®) und Chlortrifluorethylen (CTFE), das für Tieftemperatur-Anwendungen besonders geeignet ist. PEEK kann ebenfalls für die Dichtung 50 verwendet werden, ist aber eventuell für die meisten Anwendungszwecke zu hart.Preferred materials for the seal 50 include, but are not limited to UHMWPE, polytetrafluoroethylene (TEFLON ®) and chlorotrifluoroethylene (CTFE), which is particularly suitable for low-temperature applications. PEEK can also be used for the seal 50 but may be too hard for most applications.

Claims (13)

Ventil (20), das folgendes aufweist: einen Mantel bzw. Korb (24), der eine sich entlang einer Achse erstreckende Bohrung definiert, einen Stopfen (25), der so bemessen ist, dass er in die Bohrung passt, und zur Gleitbewegung entlang der Bohrungsachse zwischen einer geschlossenen Position und Drosselpositionen ausgebildet ist, wobei der Stopfen (25) ein mit einer Spindel (26) verbundenes proximales Ende (28) und ein distales Ende (27) aufweist und der Stopfen (25) ferner einen Sitz (33) aufweist, der zwischen seinem proximalen (28) und seinem distalen (27) Ende angeordnet ist, einen Dichtungsring (29), der zwischen dem distalen Ende (27) des Stopfens (25) und dem Korb (24) angeordnet ist, wenn der Stopfen (25) in der geschlossenen Position ist, wobei der Dichtungsring (29) eine Ventilsitzfläche (32) aufweist zum Eingriff mit dem Sitz (33) des Stopfens (25), wenn der Stopfen (25) in der geschlossenen Position ist, wobei der Stopfen (25) ferner eine Abstreifdichtung (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifdichtung (35) zwischen dem Sitz (33) und dem distalen Ende (27) angeordnet ist, wobei die Abstreifdichtung (35) eine außenseitige Oberfläche aufweist, die ausgebildet ist, um mit der Bohrung und der Ventilsitzfläche (32) des Dichtungsrings in Eingriff zu gelangen, während der Stopfen (25) zwischen der geschlossenen Position und den Drosselpositionen bewegt wird.Valve ( 20 ), comprising: a jacket or basket ( 24 ) defining a bore extending along an axis, a plug (Fig. 25 ) sized to fit within the bore and adapted to slide along the bore axis between a closed position and throttle positions, the plug (10) 25 ) with a spindle ( 26 ) connected proximal end ( 28 ) and a distal end ( 27 ) and the plug ( 25 ) also has a seat ( 33 ) located between its proximal ( 28 ) and its distal ( 27 ) End, a sealing ring ( 29 ) located between the distal end ( 27 ) of the plug ( 25 ) and the basket ( 24 ) is arranged when the stopper ( 25 ) is in the closed position, wherein the sealing ring ( 29 ) a valve seat surface ( 32 ) for engagement with the seat ( 33 ) of the plug ( 25 ), when the plug ( 25 ) in the closed position, the plug ( 25 ) further comprises a wiper seal ( 35 ), characterized in that the wiper seal ( 35 ) between the seat ( 33 ) and the distal end ( 27 ), wherein the wiper seal ( 35 ) has an outside surface that is configured to engage with the bore and valve seating surface (FIG. 32 ) of the sealing ring during the plug ( 25 ) is moved between the closed position and the throttle positions. Ventil (20) nach Anspruch 1, wobei der Stopfen (25) ferner einen Umfangsschlitz aufweist, der zwischen dem Sitz (33) und dem distalen Ende (27) zur Aufnahme der Abstreifdichtung (35) angeordnet ist.Valve ( 20 ) according to claim 1, wherein the plug ( 25 ) further comprises a circumferential slot which is between the seat ( 33 ) and the distal end ( 27 ) for receiving the wiper seal ( 35 ) is arranged. Ventil (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Abstreifdichtung (35) radial nach außen aufweitet.Valve ( 20 ) according to claim 1 or 2, wherein the wiper seal ( 35 ) widens radially outward. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abstreifdichtung (35) Material aufweist, das ausreichend steif ist, um Fremdmaterial von der Ventilsitzfläche (32) abzuschaben, während sich der Stopfen (25) bewegt, jedoch ausreichend elastisch ist, um eine Beschädigung der Ventilsitzfläche (32) zu minimieren.Valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the wiper seal ( 35 ) Has material that is sufficiently rigid to remove foreign matter from the valve seat surface (FIG. 32 ) while the plug ( 25 ), but is sufficiently elastic to prevent damage to the valve seat surface (FIG. 32 ) to minimize. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Material der Abstreifdichtung (35) einen Hochtemperatur-Thermoplasten aufweist.Valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the material of the wiper seal ( 35 ) has a high temperature thermoplastic. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Material der Abstreifdichtung (35) Steifigkeit und Elastizität bei einer Prozesstemperatur von mindestens 232 °C (450 °F) im wesentlichen beibehält.Valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the material of the wiper seal ( 35 ) Substantially retains stiffness and elasticity at a process temperature of at least 232 ° C (450 ° F). Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Material der Abstreifdichtung (35) ein Material aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus PEEK, UHMWPE und einer Metalllegierung besteht, die Eisen und Nickel aufweist.Valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the material of the wiper seal ( 35 ) comprises a material selected from the group consisting of PEEK, UHMWPE and a metal alloy comprising iron and nickel. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Stopfen (25) zwei voneinander beabstandete Abstreifdichtungen (35a, 35b) aufweist, die zwischen dem Sitz (33) und dem distalen Ende (27) des Stopfens (25) angeordnet sind.Valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the plug ( 25 ) two spaced wiper seals ( 35a . 35b ) between the seat ( 33 ) and the distal end ( 27 ) of the plug ( 25 ) are arranged. Ventil (20) nach Anspruch 8, wobei die zwei voneinander beabstandeten Abstreifdichtungen (35a, 35b) eine obere Abstreifdichtung (35a) und eine untere Abstreifdichtung (35b) aufweisen, wobei die obere Abstreifdichtung (35a) zwischen dem Sitz (33) und der unteren Abstreifdichtung (35b) angeordnet ist, die obere Abstreifdichtung (35a) aus PEEK oder einem Metall hergestellt ist und die untere Abstreifdichtung (35b) aus PEEK oder einem Metall hergestellt ist.Valve ( 20 ) according to claim 8, wherein the two spaced wiper seals ( 35a . 35b ) an upper wiper seal ( 35a ) and a lower wiper seal ( 35b ), wherein the upper wiper seal ( 35a ) between the seat ( 33 ) and the lower wiper seal ( 35b ), the upper wiper seal ( 35a ) is made of PEEK or a metal and the lower wiper seal ( 35b ) is made of PEEK or a metal. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Stopfen (25) ferner eine Dichtung (50) vom Weichsitztyp aufweist, die zwischen der Abstreifdichtung (35) und dem Sitz (33) angeordnet ist.Valve ( 20 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the plug ( 25 ) a seal ( 50 ) of the soft seat type which exists between the wiper seal ( 35 ) and the seat ( 33 ) is arranged. Ventil (20) nach Anspruch 10, wobei die Dichtung (50) vom Weichsitztyp aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus UHMWPE, Polytetrafluorethylen und CTFE besteht.Valve ( 20 ) according to claim 10, wherein the seal ( 50 ) of the soft seat type is made of a material selected from the group consisting of UHMWPE, polytetrafluoroethylene and CTFE. Ventil (20) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Dichtung (50) vom Weichsitztyp und die Abstreifdichtung (35) in einer Nut aufgenommen sind, die in dem Stopfen (25) angeordnet ist.Valve ( 20 ) according to claim 10 or 11, wherein the seal ( 50 ) of the soft seat type and the wiper seal ( 35 ) are received in a groove in the plug ( 25 ) is arranged. Ventil (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Abstreifdichtung (35) in einer ersten Nut aufgenommen ist, die in dem Stopfen (25) angeordnet ist, und die Dichtung (50) vom Weichsitztyp in einer zweiten Nut aufgenommen ist, die in dem Stopfen (25) angeordnet ist, wobei die zweite Nut zwischen der ersten Nut und dem Sitz (33) angeordnet ist.Valve ( 20 ) according to one of claims 10 to 12, wherein the wiper seal ( 35 ) is received in a first groove which is in the plug ( 25 ), and the seal ( 50 ) is absorbed by the soft seat type in a second groove formed in the plug ( 25 ), wherein the second groove between the first groove and the seat ( 33 ) is arranged.
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